[发明专利]一种耐温隔热矿物纤维纸及其制备方法

说明书

本发明涉及耐温隔热技术领域，尤其是涉及一种新型耐温隔热矿物纤维纸及其制备方法。包括以下原料制成：矿物纤维和氟聚合物，所述氟聚合物为聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯的聚合物(PFA)中的一种。矿物纤维采用经过喷吹工艺得到的硅铝酸纤维或氧化铝纤维。本发明采用氟聚合物代替传统矿物纤维纸中的有机胶黏剂，使得矿物纤维纸持续耐温性能得到了显著提高。有效的解决了市售普通硅酸铝纤维纸只能在200℃以下工况温度使用的缺点，在耐温隔热领域应用更加广泛，持续耐温性能显著提高到了400℃以上，甚至短时极限温度可达500℃以上。

技术领域

本发明涉及耐温隔热技术领域，尤其是涉及一种新型耐温隔热矿物纤维纸及其制备方法。

背景技术

矿物纤维在世界上分布极广，种类繁多，如：石棉纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维等等。其中，硅酸铝纤维作为一种优良的耐高温隔热矿物纤维是由美国最先在上世纪40年代开始研制的。其后，随着各国进一步的完善和发展，用硅酸铝纤维制成的多种产品被广泛应用于航空、航天、化工、机械、冶金等工业领域。

现有市售硅酸铝纤维纸厚度一般在1-10mm之间，具有柔韧性，是由硅酸铝纤维与有机胶粘剂经专用设备制造而成的一种优良的耐温隔热材料。虽然其主要成分硅酸铝纤维可持续耐受1000℃以上的高温，但是与有机胶粘剂结合制成的硅酸铝纤维纸却普遍存在不能持续耐受200℃以上高温的缺点。有机胶粘剂有多种，如聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC) 等，持续耐温不超过200℃，有机、可燃。硅酸铝纤维纸，具有柔韧、抗压和耐折弯等物理性能，但耐温较低，工作温度不超过200℃，目前，只能采用有机胶粘剂(如聚乙烯醇、纤维素等)作为结合剂；另外，硅酸铝纤维还可与无机胶粘剂(如水玻璃Na₂SiO₃、聚合氯化铝AlCl₃)等制成一种硅酸铝纤维板，其虽可耐受900℃以上的高温，但却不具备硅酸铝纤维纸所具有的柔韧、抗压和耐折弯等物理性能，质地硬而脆。实践证明：将有机胶粘剂与无机胶粘剂混合来使用生产硅酸铝纤维纸，也不可取，纸的耐温性能并不会得到提高，反而会使纸变脆、不再柔韧，更不耐折弯。

多年来有机胶粘剂在硅酸铝纤维纸中的应用一直没有更好的替代，应当寻找一种更好的材料来提高硅酸铝纤维纸的耐高温程度。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种新型耐温隔热矿物纤维纸，该矿物纤维纸持续耐温性能显著提高。有效地解决了市售普通硅酸铝纤维纸只能在 200℃以下工况温度使用的缺点，在耐温隔热领域应用更加广泛。本发明的另一目的还提供了一种新型耐温隔热矿物纤维纸的制备方法。

本发明提供的一种新型耐温隔热矿物纤维纸，包括以下原料制成：矿物纤维和氟聚合物，所述氟聚合物为聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯的聚合物(PFA)中的一种。

优选地，所述氟聚合物为聚四氟乙烯分散液、聚全氟乙烯分散液、聚偏二氟乙烯分散液、全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯聚合物分散液中的一种。由于纤维纸需要满足厚薄、密度均匀等高质量要求，设备工艺限制无法采用固体状态的氟聚合物制备得到纤维纸。

优选地，所述氟聚合物为聚四氟乙烯水分散液、聚全氟乙烯水分散液、聚偏二氟乙烯水分散液、全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯聚合物水分散液中的一种；更优选地，所述氟聚合物为聚四氟乙烯水分散液。

优选地，所述矿物纤维为硅酸铝纤维(Al₂O₃和SiO₂)或纯氧化铝纤维 (Al₂O₃)；更优选地，所述硅酸铝纤维中的氧化铝(Al₂O₃)的含量在43％以上。其它矿物纤维较粗且品质差，无法制备得到合格的纤维纸，故选用硅酸铝纤维或纯氧化铝纤维。